Crédito de imagen: NASA
Los investigadores han descubierto que pueden formarse grietas temporales en el campo magnético de la Tierra que pueden permitir que parte de la energía del viento solar se filtre e interrumpa la electrónica y las comunicaciones. Estas observaciones se realizaron utilizando el satélite Imager for Magnetopause de la NASA para el satélite Aurora Global Exploration (IMAGE), que rastreó una gran aurora durante varias horas. Los satélites Cluster de la ESA sobrevolaron el mismo lugar y vieron una corriente de iones deslizándose a través de una grieta que normalmente debería haber sido desviada por la magnetosfera de la Tierra.
Inmensas grietas en el campo magnético de la Tierra permanecen abiertas durante horas, lo que permite que el viento solar fluya y alimente el clima espacial tormentoso, según nuevas observaciones de los satélites IMAGE y Cluster.
Las grietas se detectaron antes, pero los investigadores ahora saben que pueden permanecer abiertas durante largos períodos, en lugar de abrirse y cerrarse solo por intervalos muy breves. Se espera que este nuevo descubrimiento sobre cómo se rompe el escudo magnético de la Tierra ayudará a los físicos espaciales a dar mejores estimaciones de los efectos del clima espacial severo.
"Descubrimos que nuestro escudo magnético es con corrientes de aire, como una casa con una ventana abierta durante una tormenta", dijo el Dr. Harald Frey de la Universidad de California, Berkeley, autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado el 4 de diciembre en Nature . “La casa desvía la mayor parte de la tormenta, pero el sofá está arruinado. Del mismo modo, nuestro escudo magnético se lleva la peor parte de las tormentas espaciales, pero parte de la energía se desliza continuamente a través de sus grietas, a veces lo suficiente como para causar problemas con los satélites, la comunicación por radio y los sistemas de energía ".
"El nuevo conocimiento de que las grietas están abiertas durante largos períodos, en lugar de abrirse y cerrarse esporádicamente, puede incorporarse a nuestros modelos informáticos de predicción del clima espacial para predecir con mayor precisión cómo nuestro clima espacial está influenciado por eventos violentos en el Sol", dijo el Dr. Tai Phan, también de UC Berkeley, coautor del artículo de Nature.
El viento solar es una corriente de partículas cargadas eléctricamente (electrones e iones) expulsadas constantemente del Sol (Imagen 1). El viento solar transfiere energía del Sol a la Tierra a través de los campos magnéticos que transporta y su alta velocidad (cientos de millas / kilómetros por segundo). Puede ponerse racheado durante los violentos eventos solares, como las eyecciones de masa coronal (CME), que pueden disparar mil millones de toneladas de gas electrificado al espacio a millones de millas por hora.
La Tierra tiene un campo magnético que se extiende en el espacio por decenas de miles de millas, rodea el planeta y forma una barrera protectora contra las partículas y gruñe los campos magnéticos que el Sol lanza hacia él durante las CME. Sin embargo, las tormentas espaciales, que pueden arrojar 1,000 mil millones de vatios, más que la capacidad de generación eléctrica total de Estados Unidos, en el campo magnético de la Tierra, indicaron que el escudo no era impenetrable.
En 1961, el Dr. Jim Dungey del Imperial College, Reino Unido, predijo que podrían formarse grietas en el escudo magnético cuando el viento solar contenía un campo magnético que estaba orientado en la dirección opuesta a una porción del campo de la Tierra. En estas regiones, los dos campos magnéticos se interconectarían a través de un proceso conocido como "reconexión magnética", formando una grieta en el escudo a través del cual podrían fluir las partículas cargadas eléctricamente del viento solar. (La imagen 2 ilustra la formación de grietas, y la Animación 1 muestra cómo las partículas de viento solar fluyen a través de la grieta siguiendo líneas invisibles de campo magnético). En 1979, el Dr. Goetz Paschmann, del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, Alemania, detectó las grietas. utilizando la nave espacial International Sun Earth Explorer (ISEE). Sin embargo, dado que esta nave espacial solo atravesó brevemente las grietas durante su órbita, no se sabía si las grietas eran características temporales o si eran estables durante largos períodos.
En las nuevas observaciones, el satélite Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) reveló un área casi del tamaño de California en la atmósfera superior ártica (ionosfera) donde una aurora de "protón" de 75 megavatios estalló durante horas (Imagen 4). Esta aurora, lo suficientemente enérgica como para alimentar 75,000 hogares, era diferente de la aurora visible conocida como las luces del norte y del sur. Fue generado por partículas pesadas (iones) que golpearon la atmósfera superior y causaron que emitiera luz ultravioleta, que es invisible para el ojo humano pero detectable por el Lector Ultravioleta Lejano en IMAGEN. (La Imagen 6 y la Animación 4 muestran las observaciones de IMAGE de la aurora protónica).
Mientras la aurora estaba siendo grabada por IMAGE, la constelación de Cluster de 4 satélites voló muy por encima de IMAGE, directamente a través de la grieta, y detectó la entrada de iones de viento solar (Imagen 5). Normalmente, estos iones del viento solar serían desviados por el escudo de la Tierra (Imagen 3), por lo que la observación de Cluster mostró una grieta presente. Esta corriente de iones de viento solar bombardeó nuestra atmósfera precisamente en la misma región donde IMAGEN vio la aurora protónica. El hecho de que IMAGE haya podido ver la aurora de protones durante más de 9 horas, hasta que IMAGE haya progresado en su órbita hasta donde no pudo observar la aurora, implica que la grieta permaneció continuamente abierta. (La animación 2 muestra cómo la nave espacial trabajó en conjunto para revelar la grieta.) Estimando a partir de los datos de IMAGEN y Clúster, la grieta tenía el doble del tamaño de la Tierra en el límite de nuestro escudo magnético, aproximadamente a 38,000 millas (60,000 km) sobre el planeta superficie. Dado que el campo magnético converge al ingresar a la Tierra en las regiones polares, la grieta se redujo a aproximadamente el tamaño de California cerca de la atmósfera superior.
IMAGE es un satélite de la NASA lanzado el 25 de marzo de 2000 para proporcionar una visión global del espacio alrededor de la Tierra influenciado por el campo magnético de la Tierra. Los satélites Cluster, construidos por la Agencia Espacial Europea y lanzados el 16 de julio de 2000, están haciendo un mapa tridimensional del campo magnético de la Tierra.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
